UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CUAUTITLAN
―EFECTO ANTIFÚNGICO DE QUITOSAN APLICADO COMO
RECUBRIMIENTO EN TRIGO PARA DISMINUIR
PERDIDAS POSTCOSECHA‖.
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERA EN ALIMENTOS
PRESENTA:
ELIZABETH LIMA RODRÍGUEZ
ASESORAS:
DRA. SUSANA PATRICIA MIRANDA CASTRO
M EN C. MARÍA CRISTINA JULIA PÉREZ REYES
CUAUTITLÁN IZCALLI, EDO. DE MÉXICO 2013
DEDICATORIAS
Esta tesis me la dedico a mí. . . por la entrega para alcanzar mi sueño,
el día de hoy miro hacia atrás y veo el camino recorrido para llegar
hasta aquí, un camino lleno de adversidades, tropiezos, sacrificios y
que el día de hoy me recompensa al ver mi sueño realizado y me
regala descubrirme como una mujer fuerte, valiente e inteligente.
Agradecimientos
A mi Padre y Madre por darme la vida, por las enseñanzas que de
ellos recibí, por los principios y valores que me inculcaron, a mis
hermanos por su apoyo para que yo pudiera continuar estudiando, por
sus enseñanzas y por su amor.
A mis asesoras por el apoyo y la paciencia para la realización de este
trabajo.
A mis amig@s por acompañarme en este largo camino, por aquellas
experiencias que enriquecieron mi vida y por su cariño incondicional.
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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Índice General
Introducción.…………………………………………………………………………. 6
Resumen……………………….……………………………………………………… 8
Capítulo I
Antecedentes
1.1 Generalidades de los cereales……………………………………………… 10
1.1.1 Estructura del grano……………………………….…… 10
1.2 Generalidades del trigo……………………………………………………… 11
1.3 Morfología del trigo…………………………………………………………… 12
1.3.1 Composición química del grano…………….………. 15
1.3.2 Proceso respiratorio………………………….………. 16
1.3.3 Factores que afectan la respiración…….……….….. 17
1.3.4 Consecuencias del proceso respiratorio…….…… 18
1.4 Producción de trigo…………………………………………………………. 19 1.4.1 Consumo de trigo en México……………………… 22
1.4.2 Situación mundial de la producción………………. 24
1.4.3 Comercialización de Trigo…………………………. 26
1.5 Almacenamiento……………………………………………………………. 27
1.5.1 Sistemas básicos de almacenamiento…………... 28 1.5.2 Factores que determinan pérdidas
en el almacén……………………………………………… 29
1.6 Hongos……………………………………………………………………….. 31
1.6.1 Micobiota……………………….……………………. 31 1.6.2 Hongos de Campo…………….………………….… 32 1.6.3 Hongos de almacén…………,………….…………. 32
1.6.4 Factores que influyen para el desarrollo de
los hongos……………………………….…………………. 33
1.6.5 Daños provocados por una invasión
fúngica en el grano….………………….…………………. 35
1.6.6 Germinación en el grano……….…………………. 36
1.6.7 Micotoxinas...…….……………..………………….. 37
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1.7 Generalidades quitina y quitosán…….……………………………….. 38
1.7.1 Generalidades quitina……………….…………….. 38
1.7.2 Generalidades quitosán…………………………. 39
1.7.3 Procesamiento de quitosán……………………... 40
1.7.4 Propiedades antimicrobianas del quitosán……. 41
1.7.5 Mecanismo antifúngico de quitosán……………. 42
1.7.6 Propiedades de las películas de quitosán……... 43
1.7.7 Industria de las películas comestibles…………. 43
1.7.8 Aplicaciones del quitosán………………………. 43
1.8 Aceites Esenciales………………………………………………………. 46
1.8.1 Características físicas de los
aceites esenciales………………………………………. 47
1.8.2 Composición química de los
aceites esenciales………………………………………. 47
1.8.3 Principal compuesto del aceite
esencial de Canela……………………………………… 48
1.8.4 Mecanismo de acción de los
aceites esenciales……………………………………… 48
1.8.5 Usos de los aceites esenciales……….……….. 49 Capítulo II. Metodología
Cuadro Metodológico…………………………..……… 51
Objetivo General……………………………………….. 52
Objetivos Particulares…………………………………. 52
Capítulo III. Resultados y Discusión…………………………………….. 60
Conclusiones………………………………………………………………... 74
Recomendaciones…………………………………………………………. 76
Bibliografía…………………………………………………………………… 77
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Índice de figuras
Figura 1: Esquema del grano de trigo y las capas que constituyen:
salvado, germen y endospermo 12
Figura 2. Producción de granos básicos 1992 – 2002 19
Figura 3. Porcentaje de productores de trigo en México 22
Figura 4: Consumo de trigo en México 24
Figura 5: Producción mundial de trigo 25
Figura 6: Principales países productores de trigo 2010-2011 25
Figura 7. Estructura química de la quitina 38
Figura 8. Estructura química del quitosán 39
Figura 9. Muestras con trigo con sus respectivos tratamientos 55
Figura 10. Muestras de trigo tratado con quitosán – aceite esencial de canela al
0.1 y al 0.2% 57
Figura 11. Muestras de trigo tratado con quitosán – aceite esencial de canela al
0.2% 57
Figura 12. Prueba de % de germinación y vigor en el día 60 de una muestra de
quitosán- aceite esencial de canela a 0.1 % 72
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Índice de tablas
Tabla 1.3 Componentes químicos del trigo 16
Tabla 1.4 Clasificación del trigo y usos industriales 21
Tabla 1.6 Contenido de humedad y su relación con los hongos
de almacén 34
Tabla 1.7 Factores bactericidas de quitosán 41
Tabla 1.7.1 Principales aplicaciones del quitosán 44
Tabla 1.7.2 Principales aplicaciones del quitosán 45
Tabla 3.1 Determinación del contenido de humedad de trigo almacenado y tratado
con quitosán y aceite esencial de canela 61
Tabla 3.2 Presencia de hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y
aceite esencial de canela en el tiempo 20 63
Tabla 3.3 Presencia de hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y
aceite esencial de canela en el tiempo 40 64
Tabla 3.4 Presencia de hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y
aceite esencial de canela en el tiempo 60 65
Tabla 3.5 Presencia de hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y
aceite esencial de canela en el tiempo 80 66
Tabla 3.6 Presencia de hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y
aceite esencial de canela en el tiempo 100 67
Tabla 3.7 Porcentaje de micobiota total presente en trigo y tratado con quitosán y
aceite esencial de canela durante 100 días 68
Tabla 3.8 Muestra los datos de germinación a diferente tiempo 71
Tabla 3.9 Muestra los datos de longitud de plúmula (vigor) a
diferente tiempo 74
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Introducción
El trigo es uno de los principales cultivos a nivel mundial, en México es el
segundo cereal más consumido y su importancia radica en la variedad de
alimentos que se obtienen a partir de su molienda que son fuente importante de
alimento para la humanidad por el aporte nutricional para el crecimiento sano de la
población (Othon, 2001).
El almacenamiento y conservación de los cereales básicos es una actividad
bastante compleja. Tres factores fundamentales controlan la velocidad de
crecimiento de hongos en los cereales, estos son: humedad, tiempo y
temperatura. Cuando las condiciones no son adecuadas ciertas especies de
hongos, son causa importante del deterioro del grano durante el almacenamiento.
Los hongos pueden dañar los granos antes o después de la cosecha a los
primeros se les denomina ―hongos de campo‖ y a los segundos se les llama
―hongos de almacén‖ (Hoseney, 1991). Sin embargo, uno de los problemas más
importantes que provocan es la producción de sustancias altamente tóxicas,
dichas sustancias llamadas micotoxinas afectan gravemente la salud del hombre o
de los animales cuando consumen alimentos contaminados (Doyle y Beuchat,
2001).
A nivel mundial, después de los insectos, los hongos son los principales
causantes de la reducción de la calidad de los cereales almacenados. Según
datos de la FAO, el inadecuado manejo post-cosecha genera pérdidas a los
agricultores que van desde 15 hasta 50 por ciento de la producción agravando así
el problema del hambre (FAO, 2008).
Entre los métodos para controlar el ataque de insectos y hongos en el
almacenamiento ha sido el control químico, pero, problemas de contaminación
ambiental, ha conducido a la búsqueda y desarrollo de alternativas ecológicas,
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como el quitosán derivado de la quitina que posee actividad antimicrobiana, el
comportamiento de la formación de películas son favorables para lograr nuevas
aplicaciones de este polímero natural (Agulló et al, 2003). Varios estudios han
demostrado que el efecto antimicrobiano y antioxidante del quitosán se ha
mejorado en gran medida por la adición de aceites esenciales (Georgantelis et al,
2007).
La incorporación de aceites esenciales en las películas de quitosán o
recubrimiento no sólo puede aumentar a las películas el potencial antimicrobiano y
antioxidante, sino también reducir la permeabilidad al vapor de agua y la oxidación
de lípidos del producto en el que se aplica la película (Shahidi et al, 1999). Por lo
que se consideró importante en este estudio probar el efecto del quitosán y aceite
esencial, planteando como principal objetivo comparar el efecto antifúngico del
quitosán y quitosán adicionado con aceite esencial de canela, como recubrimiento
en grano de trigo para preservar su calidad sanitaria y biológica durante su
almacenamiento.
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Resumen
En el presente trabajo se realizó una evaluación para determinar el efecto
antifúngico del quitosán, él adicionado con aceite esencial de canela y aceite
esencial de canela a diferentes concentraciones, aplicado como recubrimiento en
trigo para disminuir pérdidas postcosecha.
Para realizar este trabajo el trigo se sometió a condiciones adversas de
almacenamiento durante un período de 100 días a una temperatura de 25°C y
75% HR. Se probaron 6 tratamientos diferentes con los cuales se recubrió el
grano, los cuales fueron quitosán al 1%, quitosán adicionado con aceite esencial
de canela a tres diferentes concentraciones (0.05%, 0.1%, 0.2%) y aceite esencial
de canela a dos diferentes concentraciones (0.1% y 0.2%), se realizaron
muestreos cada 20 días para determinar el porcentaje del contenido de humedad,
la micobiota presente, el vigor y porcentaje de germinación para evaluar su calidad
sanitaria y biológica. Los tratamientos de quitosán y quitosán adicionado con
aceite esencial de canela inhibieron casi por completo el crecimiento de hongos,
sin embargo los tratamientos con mayor concentración de aceite esencial de
canela tuvieron un efecto perjudicial en el porcentaje de germinación, viéndose
como mejor opción el tratamiento con quitosán al 1% y el adicionado con de aceite
esencial de canela a 0.05%, respecto al contenido de humedad, los tratamientos
con mayor contenido de aceite de canela tuvieron los porcentajes menores y esta
disminuyó a medida que aumentó el porcentaje de aceite de canela, de acuerdo a
los resultados obtenidos parece haber un efecto de sinergia entre el aceite
esencial de canela y el quitosán contra el crecimiento de hongos,
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Capítulo I
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1.- Antecedentes
1.1 Generalidades de los cereales
Los cereales son una especie vegetal perteneciente a la familia de las gramíneas;
los más cultivados son el trigo, el maíz, el arroz, la cebada, la avena, el sorgo y el
mijo. Los cereales requieren diversas cantidades de humedad y se desarrollan en
diferentes tipos de suelo. La mano de obra necesaria para el cultivo es baja y el
rendimiento de alimento es alto en relación con el trabajo invertido (Calaveras,
2004).
Los cereales son seres vivos, respiran desprendiendo dióxido de carbono, agua y
calor. En el comercio y en la industria, los cereales se recolectan, transportan y
almacenan en forma de grano. Además los cereales constituyen una de las
fuentes principales de carbohidratos, también contienen proteínas, grasas,
algunas vitaminas y minerales (Trcheuschkner, 2001).
1.1.2 Estructura del grano
Según Othon (2001) los granos de trigo, centeno y maíz conocidos como granos
desnudos se componen de una cubierta de fruto (pericarpio) y semilla. La semilla
está constituida a su vez por una cubierta de semilla, germen y endospermo.
El grano se subdivide en tres partes fundamentales: pericarpio, endospermo y
germen:
1. Pericarpio. Protege al grano contra agentes bióticos (microorganismos,
insectos), impide la pérdida de humedad, conduce y distribuye el agua y
otros nutrientes durante la germinación. El pericarpio está compuesto
por las siguientes capas:
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Epicarpio
Mesocarpio
Endocarpio
2. Endospermo Es la porción más grande de un grano, y está compuesto
de células que almacenan almidón. Sus paredes son bastante delgadas
ya que existe menos celulosa. Los nutrimentos que se encuentran en
esta zona son el almidón y las proteínas.
3. Germen (embrión). Sirve como almacén de nutrientes y como puente
de comunicación entre el embrión en desarrollo y los nutrientes del
endospermo- carece de almidón y tiene un alto contenido en grasas,
proteínas, azucares solubles y cenizas.
1.2 Generalidades del trigo
Los trigos crecieron por primera vez en el Medio Oriente, pero a través de los
siglos su cultivo se ha extendido. Se estima que existen cerca de 30 mil
variedades de trigo, pero solo unas trescientas se cultivan para su
comercialización (Hoseney, 1991).
Descripción
Planta gramínea anual con espigas de cuyos granos molidos se saca la harina.
La forma del grano de Trigo es ovalada con extremos redondeados, en uno de
ellos sobresale el germen y en el otro hay un mechón de pelos finos conocido
como el pincel; los granos de Trigo común pueden ser blandos o duros. En el
fondo del surco hay una zona vascular fuertemente pigmentada; la altura de la
planta que varía entre 30 y 150 cm; el tallo es recto y cilíndrico; la hoja es
lanceolada, con un ancho de 0.5 a 1 cm y una longitud de 15 a 25 cm, cada
planta tiene de 4 a 6 hojas (www.siap.gob.mx).
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Clima
El mejor cultivo del Trigo se consigue en terreno cargado de marga y arcilla,
aunque el rendimiento es satisfactorio en terrenos más ligeros. Prospera en
climas sub-tropicales, moderadamente templados y moderadamente fríos; lo más
apropiado es una pluviosidad anual de 229 a 762 mm, más abundante en
primavera que en verano, la temperatura media en el verano debe ser de 13°C o
más (www.siap.gob.mx).
Siembra
La cantidad de semilla depende del tipo de Trigo, en el que se siembra al voleo
se emplean de 150 a 180 kg/ha, y si se realiza en líneas esta cantidad disminuye
de 120 a 125 kg/ha, si el Trigo se destina a forraje verde se emplea mayor
cantidad de semilla (www.siap.gob.mx).
Cosecha
El momento más conveniente para realizar la siega o cosecha es aquel en que
los tallos han perdido por completo su color verde y el grano tiene suficiente
consistencia. El corte del tallo se lleva a cabo a unos 30 cm del suelo y es
regulada por la cosechadora. Los Trigos de invierno suelen cultivarse en las
zonas templadas (www.siap.gob.mx).
1.3 Morfología del trigo
El trigo es una planta anual herbácea de hasta 1,2 m de altura. Los tallos son
erectos y presentan estructura de caña, es decir están huecos en su interior
excepto en los nudos. El crecimiento de los tallos no es apical sino que se
produce por el estiramiento de los tejidos situados por encima de los nudos
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(meristemo). Las hojas nacen de los nudos. Al igual que el resto de las gramíneas
presentan dos partes: la vaina que rodea al peciolo y protege el meristemo o zona
de crecimiento y el limbo que tiene forma alargada y presenta nervios paralelos
(Hoseney, 1991).
Según Kent (1987) las flores se reúnen en espigas. Cada espiga consta de un eje
principal o raquis sobre las que se distribuyen lateralmente las espiguillas. Estas
constan de un eje principal del que nacen unos filamentos terminados por las
glumas que encierran las flores hasta que estas empiezan a madurar.
Figura 1: Esquema del grano de trigo y las capas que constituyen: salvado, germen y
endospermo (Kent, 1987).
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Cada grano de trigo consta de las siguientes partes (fig. 1):
a) Cobertura protectora.- Es la estructura externa que envuelve la semilla y
puede estar constituida apenas por el tegumento y, en algunos casos, también
por el pericarpio. El tegumento es una cobertura formada por una capa de
células; el pericarpio se origina de la pared del ovario.
La cobertura protectora tiene como funciones mantener unidas las partes
internas de las semillas; contra choques y abrasiones; servir como barrera a la
entrada de microorganismos en la semilla; regular la velocidad de rehidratación
de la semilla, evitando o disminuyendo posibles daños causados por las
presiones desarrolladas durante la absorción; regular la germinación,
causando en algunos casos dormancia. En resumen, la cobertura protectora
tiene funciones protectoras, reguladoras y delimitadoras.
b) Eje embrionario.- El eje embrionario tiene función reproductiva con capacidad
para iniciar divisiones celulares y crecer. Es la parte vital de la semilla. Se trata
de un eje porque inicia el crecimiento en dos direcciones: hacia las raíces y
hacia el tallo. Generalmente, el eje embrionario es pequeño con respecto a las
demás partes de la semilla.
c) Capas internas.- Es una fuente de energía y de substancias orgánicas que
son utilizadas por el eje embrionario en el proceso de germinación; desde el
comienzo de la germinación hasta que se vuelve autotrófico, capaz de
sintetizar materias orgánicas por el proceso de fotosíntesis. Las reservas de la
semilla se pueden ubicar en los cotiledones, en el endospermo o en el
perispermo.
Testa.- Es una capa intermedia entre las envolturas externas y el endospermo
o albumen. Consta fundamentalmente de aceites y colorantes.
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Endospermo o albumen.- Es la capa interna del grano de trigo y la que
representa el mayor porcentaje del mismo (entre el 80 y 90% del peso total). El
albumen está formado por hidratos de carbono en forma de almidón. La
función de esta parte es proporcionar las substancias de reserva para el
crecimiento de la nueva planta.
Germen.- Ocupa la parte interior del endospermo. Está formado
fundamentalmente por proteínas, aceite, enzimas y vitaminas del grupo B.
Consta de la radícula (raíz embrionaria) y de la plúmula (hoja embrionaria) a
partir de esta parte del grano se origina el crecimiento de una nueva planta.
1.3.1 Composición química del grano
De acuerdo a Scade (1981) las principales substancias almacenadas por los
granos son los carbohidratos, los lípidos y las proteínas. El principal carbohidrato
de reserva en los granos es el almidón. Cuando el almidón es la substancia de
reserva predominante, el grano es denominado amilácea; es llamado oleaginoso
cuando los lípidos son las substancias de reserva predominantes; y proteico
cuando éstas son las proteínas.
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Fuente: Scade (1981)
1.3.2 Proceso respiratorio
Después de cosechados, los granos continúan viviendo y, como todos los
organismos vivos, respiran. La respiración bajo condiciones aeróbicas (en
presencia de oxígeno libre) es el proceso por medio del cual las células vivas de
los vegetales oxidan los carbohidratos y las grasas, por medio del oxígeno
Carbohidratos Proteínas Lípidos
El almidón es el hidrato de
carbono más importante de
todos los cereales,
constituyendo
aproximadamente el 64% de
la materia seca del grano
completo de trigo y un 70%
de su endospermo.
La celulosa y la hemicelulosa,
son los principales
constituyentes de la pared
celular de los granos de
cereal y junto con la lignina
constituyen el grueso de la
fibra cruda.
Azúcares. La riqueza de los
granos del cereal en azúcar
libre es de 1 – 3%. Los
oligosacáridos de la harina de
trigo son la maltotriosa,
terrosa y pentosa.
En las proteínas de los cereales se
encuentran unos 18 aminoácidos
diferentes y constituyen el 9 -13 %
del peso seco de la harina de trigo.
Las proporciones en que se
encuentran estos aminoácidos y su
orden en las cadenas, determinan
las propiedades de cada proteína.
El 85% de las proteínas poseen la
característica singular de
combinarse con el agua, dando
lugar al denominado ―gluten‖, que
confiere a la masa la capacidad de
retener gas. El gluten está
constituido por dos grupos
principales de proteínas: glutelinas,
de alto peso molecular, que son
glutelinas (proteínas solubles en
soluciones diluidas de acido o
base) y gliadinas de bajo peso
molecular, que son prolaminas.
I. Ácidos grasos. Los lípidos
de los cereales son
glicéridos de ácidos grasos.
Los ácidos grasos saturados
constituyen el 11-26% del
total, los no saturados 72-
85%.
II. Fosfolípidos. Son una
mezcla compleja de grasas,
acidos grasos esenciales,
acido fosfórico y dos
vitaminas del grupo B.
Los principales tipos de Fosfolípidos
son las lecitinas, las cefalinas y las
esfingomielinas, siendo la lecitina el
principal fosfolípido presente en los
cereales. La grasa de los cereales
contienen hasta un 4% de
Fosfolípidos.
Tabla 1.3 Componentes químicos del trigo
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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atmosférico, produciendo gas carbónico (CO2), agua (H2O) liberando energía en
forma de calor (Trcheuschkner, 2001).
1.3.3 Factores que afectan la respiración
De acuerdo a Ramírez (1992) según las reacciones presentadas, el proceso
respiratorio va acompañado de una pérdida de substancias nutritivas. Los
principales factores que afectan la velocidad del proceso respiratorio son:
1) Temperatura
Al estudiar la influencia de la temperatura sobre el proceso respiratorio de los
granos, diversos investigadores concluyeron que la respiración aumenta
rápidamente cuando la temperatura se eleva de 30° a 40°C, y a partir de este
punto se produce un acentuado descenso del proceso. Por lo general, el aumento
de la temperatura puede acelerar la respiración dos o tres veces hasta un cierto
límite, arriba del cual disminuye como resultado de los efectos destructores de las
altas temperaturas sobre las enzimas.
2) Nivel de humedad
El nivel de humedad de los granos influye directamente sobre su velocidad de
respiración. Los granos almacenados con humedad de entre 11 y 13 por ciento
tienen un proceso respiratorio lento. Sin embargo, si se aumenta el contenido de
humedad, se acelera considerablemente la respiración y, en consecuencia, ocurre
un deterioro. El nivel de humedad del producto es un factor fundamental para su
conservación.
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3) Desarrollo de los Hongos
La respiración del grano es bastante difícil de medir a causa de la dificultad para
distinguir entre la respiración propia del grano y la de los microorganismos que
siempre van asociados con él.
Recientes investigaciones concluyeron que una parte significativa del gas
carbónico (CO2) que se produce durante la respiración, se debe al metabolismo
de los insectos presentes en los granos secos y a los microorganismos (sobre
todo hongos) presentes en los granos húmedos. Cuando los hongos son los
principales agentes responsables del aumento del proceso respiratorio se puede
llegar a un punto en que los granos húmedos dejan de ser organismos vivos y
pasan a ser un substrato alimenticio de los hongos, que siguen respirando y
transformando la materia seca de los granos en gas carbónico, agua y calor.
4) Composición del aire ambiente
A parte de la temperatura y del contenido de humedad que actúan sobre todos los
procesos bioquímicos, la composición del aire ambiente de almacenaje (relación
entre gas carbónico y oxígeno) también afecta el proceso respiratorio de la masa
de granos. Cuanto mayor sea la proporción de CO2 y menor la de oxígeno menor
será la intensidad respiratoria de los granos almacenados en una bodega o silo.
La intensidad de la aireación afecta a la respiración, tanto del grano como de sus
microorganismos asociados ya que la respiración consume oxígeno y produce
dióxido de carbono. Con baja intensidad de aireación, la respiración tiende a
quedar limitada por el suministro de oxígeno.
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1.3.4 Consecuencias del proceso respiratorio
El grano almacenado bajo condiciones razonables, perderá peso lentamente, a
causa de la respiración. En general, si se almacena el grano convenientemente, la
pérdida de peso es muy lenta. Se pierde una proporción mucho mayor de grano
en el almacenamiento inmediatamente posterior a la recolección, a causa de los
insectos, microorganismos, roedores o pájaros. Estas pérdidas, pueden ser muy
grandes, y en algunos países se han estimado hasta en un 50% (Trcheuschkner,
2001).
Pérdida de peso
Mientras más alto es el contenido de humedad y la temperatura de la masa de
granos, más intenso es el proceso respiratorio lo que implica mayor consumo de
substancias orgánicas, rápido deterioro del producto y mayor pérdida de materia
seca y peso.
Calentamiento de los granos
Existen dos clases de calentamiento en los granos:
a) Calentamiento de granos secos o calentamiento ocasionado por insectos que
pueden desarrollarse en los granos con humedad cercana al 15 por ciento o
menos, lo que produce temperaturas de hasta 42 °C;
b) Calentamiento de granos húmedos ocasionado por microorganismos que se
desarrollan en los granos con humedad de 15 por ciento o superior, lo que
produce temperaturas de hasta 62 °C.
1.4 Producción de trigo El trigo es muy importante para la dieta alimentaria a nivel mundial, es uno de los
principales granos para la alimentación, el cual junto con el maíz y el arroz se
producen en muchos países. Con él se elaboran varios productos de consumo
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masivo, como panes, tortillas, pastas, galletas, atoles, papillas, obleas y pasteles
(www.oeidrus-bc.gob.mx). Además contiene nutrientes y valor energético en
mayor cantidad que los demás granos y el valor nutrimental sólo es comparable
con la avena (Figura 1) (www.siap.gob.mx).
La producción primaria de trigo en México se concentra principalmente en dos
regiones del país, el noroeste y el Bajío. La primera, representa aproximadamente
el 55% de total nacional y agrupa a los estados de Baja California, Sonora y
Sinaloa; en tanto que el 20% lo conforma la región Bajío a través de los estados
de Guanajuato, Jalisco, Michoacán y Querétaro. El principal ciclo agrícola para la
producción de trigo corresponde al de Otoño–Invierno como se puede observar en
el cuadro 1.1, para este período destacan los estados de Sonora, Guanajuato,
Baja California, Sinaloa, Michoacán, Chihuahua y Jalisco. En el ciclo de
Primavera–Verano, los principales estados productores son Tlaxcala, México,
Puebla, Hidalgo y Jalisco (www.infoaserca.gob.mx).
Figura 2. Producción de granos básicos 1992 – 2002.
Fuente: SAGARPA Y SIAP, junio 2004.
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En Mexico existe una clasificación de trigos que depende del tipo y características
del gluten (tabla 1.4). La producción nacional se destaca por el cultivo de
variedades de trigos suaves y cristalinos.
En el periodo 1996 – 2009, la producción nacional del trigo fue en promedio de
3.265 millones de toneladas, siendo los años 2003 y 2004 los que registraron la
menor producción. La menor producción observada en 2004 (394 mil toneladas),
se debió a una menor superficie sembrada (14%) en comparación con 2003,
Grupo
Tipo y
características
del gluten
Usos industriales
Características
I
Fuerte y elástico
Industria mecanizada de
panificación. Se usa como
mejorador de trigos suaves.
Produce Harina panificable
II Medio fuerte y
elástico
Industria del pan hecho a mano
o semimecanizado
Produce Harina panificable
III Suave y extensible
Industria galletera, frituras y
elaboración de tortillas
No producen harinas panificables
por si solos, necesitan ser
mezclados
IV Corto y tenaz Industria pastelera y elaboración
de galletas
No producen harinas panificables
por si solos, necesitan ser
mezclados
V Tenaz, corto y
cristalino con
contenido de
caroteno
Industria de pastas, spaguettis y
macarrones.
No es panificable
Fuente: Centro de Estadísticas Agropecuario, SAGARPA
Tabla 1.4 Clasificación del trigo y usos industriales
Fuente: Servicios de comercialización agropecuaria (ACERCA) y Agronegocios
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principal estado productor, quien disminuyó su participación de superficie
sembrada en un 58.5% con respecto de 2003, al pasar de 251,335 has. a tan sólo
104,268 has. Sonora es el principal estado productor y su contribución en la
producción durante 2008 se ubicó en 41.9% (Fig. 2); seguido por Guanajuato que
contribuyó con el 19.2% y Baja California con el 12.7% en promedio anual
(www.sagarpa.gob.mx).
1.4.1 Consumo de trigo en México
El consumo humano de este cereal, no puede realizarse directamente, pues
requiere un proceso previo de transformación que comienza con la molienda,
mediante la que se obtiene la harina, lo cual ubica a la industria harinera como el
eslabón estratégico de la cadena producción-consumo y la constituye como
principal demandante del grano. La harina cruda no es digerible por el sistema
Figura 3. Porcentaje de productores de trigo en México. Fuente: Fuente: Servicio de Información Agroalimentaria y pesquera, con cifras tomadas del Sistema de
Información de Consulta (SIACON).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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digestivo humano, por eso, para el consumo se requiere de cocción, generalmente
por horneado o hervido (www.oeidrus-bc.gob.mx).
El trigo posee un alto grado de comercialización, por lo que el autoconsumo no es
significativo. Este cereal requiere, para su consumo humano un proceso previo de
transformación que da como resultado la producción de harina, que es utilizada
como materia prima en algunas industrias, que la transforman cocinada a
productos masivos terminales (panificación y repostería). Por lo anterior, la mayor
demanda del cereal en nuestro país la tiene la industria harinera, la que a su vez
provee de materia prima a los fabricantes de la industria del pan, en donde la
calidad del producto es determinada por la cantidad y la calidad de la proteína del
grano (www.oeidrus-bc.gob.mx). Las importaciones de trigo representan el 72.4%
en relación con la producción nacional y el 38.9% del consumo nacional del
producto. Las exportaciones alcanzan el 13.3% de la producción en el país, y
particularmente se refiere a trigos duros. A pesar del déficit en la balanza
comercial, el 24.3% del consumo nacional de trigo se destina a usos como
alimento para animales (Fig. 4), empleando principalmente trigos denominados
―panza blanca‖, cuyo valor en la industria es muy bajo. La producción para uso
como semilla y las mermas se estiman en menos de 1% cada una
(www.sagarpa.gob).
En la actualidad la cadena agroalimentaria del trigo en México se encuentra
inmersa en el fenómeno de globalización de los mercados, particularmente al nivel
de su eslabón en la producción primaria, la cual compite de manera abierta con la
oferta mundial de trigo para hacer llegar el producto a la industria harinera, la que
a su vez, a pesar de tener un buen posicionamiento en el mercado nacional,
enfrenta el riesgo de incremento de competencia con productos extranjeros que
satisfagan las crecientes demandas de calidad por la industria de panificación,
galletera, pastas alimenticias y pastelería. Éstos últimos no sólo participan en el
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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mercado local, ya que algunos de ellos, particularmente las grandes compañías,
han empezado a desarrollar mercados en otros países, con mucho énfasis en
América Latina (www.siap.gob.mx).
1.4.2 Situación mundial de la producción
En el período 2004/05 y 2010/11, de acuerdo a datos del Foreing Agricultural
Service (FAS- USDA), la producción promedio de trigo a nivel mundial se ubicó en
639.4 millones de toneladas (fig. 4), observándose que en dichos años, el que
mayor producción registró fue 2008/09, con una oferta mundial de 683.3 millones
de toneladas. Durante el período, los principales países productores fueron la
Unión Europea con 21.4% de la producción mundial, segundo por China con
Figura 4: Consumo de trigo en México.
Fuente: Balanza Mensual de disponibilidad – consumo, Servicio de Información y Estadística
Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), SAGARPA, México, 2003.
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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17.32%, India con 11.96%, Rusia con 8%, Estados Unidos con 9.1% y Paquistán
con 3.4% (fig. 5) (www.infoaserca.gob.mx).
Figura 6: Principales países productores de trigo 2010-2011 (porcentaje)
Fuente: Foreing Agricultural Service/USDA Office of global Analysis, Jul 2010
Figura 5: Producción mundial de trigo.
Fuente: Foreing Agricultural Service/USDA Office of global Analysis, Jul 2010
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.4.3 Comercialización de Trigo
En la medida en que un mayor número de países se integre a los mercados
globales y que el incremento en productividad y la autosuficiencia se logre a través
de una mayor competitividad económica y las ventajas comparativas de estas
naciones, las posibilidades de abastecer de alimentos a la población serán
mayores, en la medida en que serán empleados los recursos globales en forma
especializada y en función de las ventajas comparativas que cada región o nación
posea o desarrolle (www.siap.gob.mx).
Los exportadores tradicionales de trigo como son Argentina, Australia, Canadá y
los Estados Unidos definitivamente se verán beneficiados con el incremento en la
demanda mundial de trigo, en la medida en que esta ejerza presión para que los
precios internacionales aumenten. De igual forma, se espera que nuevos países
exportadores emerjan de América latina y África. Aquellos países que cuenten con
una alta proporción tierra – mano de obra calificada y capacitada, buena
infraestructura de mercado y condiciones agroclimáticas adecuadas serán los
candidatos a ser países exportadores de trigo. México y Brasil son dos de los
países que se encuentran cercanos a estas condiciones. En el caso de México se
tienen las condiciones para impulsar su participación como un importante
productor en el mercado de los trigos duros (www.siap.gob.mx).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.5 Almacenamiento
Los cereales son sometidos a almacenamiento durante periodos de tiempo
relativamente largos. Se suelen cosechar con contenidos de humedad
relativamente bajos y cuando se almacenan protegidos de las inclemencias
meteorológicas y evitando insectos y roedores, se pueden conservar fácilmente
durante varios años. Bajo condiciones ideales de almacenamiento el período de
seguridad para la conservación, se puede medir en decenios (Ramírez, 1992).
El almacenamiento de los granos alimenticios, es un proceso costoso que trae
implícitos fuertes gastos y problemas de carácter muy complejo, los granos y
cereales destinados a ser usados como semillas, alimento o para la industria,
están sujetos durante el período crítico de su almacenamiento a pérdidas
variables, adicionales a las naturales, causadas principalmente por factores físicos
o bióticos (Othon, 2001).
Los factores físicos más favorables para el desarrollo rápido de las plagas y
enfermedades son la humedad y la temperatura pudiendo ser las principales
causas del deterioro y pérdida de granos y semillas en el almacenamiento. El
desarrollo de los insectos y microorganismos, así como la respiración de las
semillas y de los granos, se incrementa mucho más cuando estos dos factores
actúan al mismo tiempo y en el mismo sentido; que cuando solamente uno de
ellos es favorable para estas actividades bióticas, el otro se convierte entonces en
un factor limitante en el proceso complejo que, finalmente, determinará la
conservación del grano o la semilla almacenados (Haldore, 1985).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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El principio de un buen almacenamiento y conservación de granos y semillas es el
empleo de bodegas secas, limpias y libres de plagas donde se almacenen granos
secos y enteros, sanos y sin impurezas. En el aspecto agrícola, todos los
esfuerzos realizados por el hombre para incrementar la producción de granos
alimenticios, pierden virtualmente su valor, si no se dispone de sistemas
apropiados para conservar esos productos (Hoseney, 1991).
1.5.1 Sistemas básicos de almacenamiento.
El almacenamiento del grano puede variar desde el sencillo vertido del grano
sobre el suelo o sobre las calles, hasta el almacenamiento sobre grandes
estructuras de cemento. Generalmente, se apila el grano sobre el suelo solamente
durante la temporada de recolección cuando el equipo de transporte queda
escaso, este sistema de almacenamiento no es tan malo ya que un montón de
grano elimina agua muy bien, y solamente se estropea, a corto plazo, la capa
superior de una pulgada o dos. Las sociedades primitivas solían almacenar bajo
tierra el excedente de sus granos. Esta práctica continúa hoy en día en algunas
regiones del mundo, ya que el almacenamiento subterráneo ofrece varias
ventajas, protege al grano de las variaciones diarias y estacionales de
temperatura; la construcción es relativamente sencilla; y protege al cereal de
insectos y hongos a causa del bajo contenido de oxígeno y alto valor del CO2 en
el aire que queda entre las semillas. El paso siguiente de mejora de
almacenamiento son los sacos. El grano ensacado se puede conservar en casi
cualquier albergue que proteja los sacos de las inclemencias del tiempo y de los
predadores. Los sacos se pueden manejar sin equipo. Sin embargo, son
relativamente caros y el manejo es costoso, a no ser que la mano de obra sea
muy barata (Ramírez, 1992).
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El almacenamiento a granel en depósitos es el sistema más generalizado hoy día,
el tamaño del depósito puede variar dependiendo el uso. Cuando se vierte el
grano a un depósito, se forma un ángulo con la horizontal que se llama ángulo al
reposo, el ángulo que forman la mayoría de los granos es de unos 27° C. La tolva
de descarga en la parte inferior del silo, debe tener forma cónica con pendiente
mayor que la del ángulo de reposo, pues si no, no fluirá el grano (Hoseney, 1991).
1.5.2 Factores que determinan pérdidas en el almacén
Según Haldore (1985) considera que los principales factores en orden de
importancia que determinan y acentúan las pérdidas de los granos que se
almacenan en la mayoría de las áreas del mundo, son las siguientes:
1) La carencia de almacenes adecuados para el manejo y el
almacenamiento.
El almacén, bodega o troje, es el lugar que determina, en gran parte, con
que seguridad se conservaran los granos y productos allí depositados. La
función primordial de un almacén o bodega, de cualquier tipo o capacidad,
es la de proporcionar a los granos y a sus productos toda la protección
posible contra los factores adversos del medio ambiente para garantizar su
conservación adecuada a corto o largo plazo.
2) El alto contenido de humedad y de impurezas del grano en el momento
de almacenarlo.
Cuando el grano es almacenado con exceso de humedad, automáticamente
se predispone a un calentamiento excesivo o espontaneo, debido a su alto
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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rango respiratorio y simultanea o subsecuentemente, a la descomposición y
pérdida de este grano por el ataque de hongos, bacterias e insectos.
La presencia de grano roto almacenado o de impurezas en el mismo,
indudablemente es un factor negativo para que el grano se almacene con
propiedad y, sobre todo, se conserve en buenas condiciones por un tiempo
determinado (Othon, 2001).
Se han efectuado muchos trabajos de investigación a este respecto y está
plenamente comprobado que el grano roto y dañado respira mucho más
rápido que los granos completos o enteros bajo las mismas condiciones
ambientales. Por otro lado, los granos dañados tienen mayores superficies
de acceso para los hongos ya que son una fuente de nutrientes mucho más
accesible para los insectos (Magan et al, 1983).
3) La presencia de plagas y enfermedades
Existen cuatro tipos de plagas y enfermedades que individualmente o en
conjunto pueden causar pérdidas a los granos tanto el campo como en el
almacén. Estas son: los insectos; los microorganismos (hongos y bacterias);
los roedores (ratas y ratones) y los pájaros en el campo antes de la cosecha.
4) Manejo deficiente de granos y semillas
La conservación de un producto de esta naturaleza depende de la
disponibilidad de grano o semilla en buena condición, es decir, sano, limpio
y seco, y de la facilidad de tener una bodega, almacén o silo, que mantenga
la condición del grano almacenado y lo proteja de los factores adversos,
durante un corto o largo período de almacenamiento (Hoseney, 1991).
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1.6 Hongos
Los hongos son los principales microorganismos de la micobiota presentes en los
granos almacenados y constituyen la más importante causa de pérdidas y
deterioro durante el almacenamiento. Prefieren ambientes o substratos con alto
contenido de humedad y son los agentes responsables del deterioro por el gran
aumento de la respiración de los granos húmedos. Por lo general, los hongos que
atacan los granos se dividen ecológicamente en: hongos de campo, hongos de
almacenamiento y de deterioro avanzado. El grano recién cosechado es a
menudo contaminado con una variedad de hongos de campo y de almacén. El
tipo de hongos que se desarrollan en el almacenamiento y llegan a dominar el
ecosistema del grano almacenado va depender del contenido de humedad del
grano y su temperatura, que puede ser modificado por el calentamiento
espontáneo (Clarke, 1986).
1.6.1 Micobiota
Los cereales son hospederos de gran número de especies diferentes de hongos,
solamente unos pocos géneros atacan al grano almacenado. Estos son
primordialmente especies de Aspergillus y Penicillium, que están adaptadas a vivir
en grano con poca humedad. Dentro de los factores bióticos que ocasionan
deterioro en granos y semillas, los hongos juegan un papel importante ya que
afectan su poder germinativo, y su calidad nutricional y sanitaria como granos
alimenticios (Kent, 1987).
Se han reportado más de 150 especies de hongos en granos y semillas; la
mayoría de estas especies se encuentran como contaminantes superficiales
debido a que la principal forma de propagación de las esporas es por medio del
aire. Sin embargo, uno de los problemas más importantes que provocan es la
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producción de metabolitos secundarios altamente tóxicos cuando las condiciones
de temperatura y humedad les son favorables. Dichos metabolitos son llamados
micotoxinas, los cuales afectan gravemente la salud del hombre o de los animales
cuando consumen alimentos contaminados (Williams, 1983).
1.6.2 Hongos de Campo
Son aquellos que invaden las semillas durante su desarrollo en el campo o
cuando estas han madurado y permanecen en el campo en espera de ser
cosechadas. Los hongos de campo requieren contenidos de humedad en los
granos de 25 a 30 por ciento (base húmeda) por lo que detienen su desarrollo
cuando las semillas infectadas alcanzan porcentajes de humedad inferiores. Las
esporas de estos hongos pueden sobrevivir durante mucho tiempo en los granos
húmedos; sin embargo, no germinan cuando el contenido de humedad está en
equilibrio con humedades relativas inferiores al 75 por ciento (Hill, 1983).
Los hongos de campo pueden provocar pérdida de la coloración natural y del brillo
de los granos, con lo que se reduce el valor comercial del producto. En las
semillas, además de reducir el poder germinativo y el vigor, pueden ocasionar
putrefacción de las raíces y otras enfermedades de las plantas, los hongos de
campo que predominan varían de acuerdo con la cosecha, localidad geográfica y
el clima, pero con el trigo, la mayoría corresponde a los géneros Alternaria,
Cladosporium, Hemilthosporium y Fusarium (Pomeranz, 1982).
1.6.3 Hongos de almacén
Las fuentes de contaminación se encuentran en los graneros y silos por ser ahí
donde estos hongos encuentran las condiciones favorables para su desarrollo y
donde sus esporas permanecen en estado latente de una temporada de
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almacenamiento a otra, a veces durante varios años. La característica principal
de los hongos de almacén es su habilidad para crecer en granos y semillas que
tienen bajos contenidos de humedad (13.5 - 14%). Estos hongos se desarrollan
después de la cosecha, cuando el contenido de humedad de los granos está en
equilibrio con una humedad relativa superior al 65 o 70%. Los hongos de
almacén, causan diversos daños a los granos y semillas almacenadas, siendo los
más sobresalientes la reducción del poder germinativo de las semillas, el
ennegrecimiento de los granos y la producción de micotoxinas. La mayoría de las
micotoxinas son producidas por especies de los géneros Aspergillus y Penicillium
(Hill, 1983).
Aspergillus es el nombre genérico para designar a un grupo de hongos, este
grupo de hongos se encuentra entre los seres vivos más abundantes en la
naturaleza. Las condiciones que favorecen el crecimiento de Aspergillus son altas
temperaturas, estas condiciones también favorecen la producción de aflatoxinas a
partir de estos hongos, como Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus y
Aspergillus nomius. Los mohos de este género Aspergillus causan el deterioro de
muchos productos alimenticios. También producen la inhibición de la germinación
junto con cambios de color, calentamiento, enmohecimiento, apelmazamiento y
finalmente podredumbre de las semillas (Kulik et al, 1987).
1.6.4 Factores que influyen en el desarrollo de los hongos
De acuerdo a Ramírez (1992) los factores que influyen para el óptimo desarrollo
de los hongos son:
Humedad.- El contenido seguro de humedad del grano para conservarse
almacenado por un año es de 12 a 13 por ciento. Con contenidos de humedad de
14-15% Aspergillus restrictus puede crecer lentamente y eventualmente producirá
enmohecimiento y decoloración en el germen. A medida que aumenta el contenido
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de humedad, los hongos crecen más rápido y causan más daño, también estarán
compitiendo con especies con mayores requerimientos de humedad como se
puede observar en la tabla 1.6.
Tabla 1.6 Contenido de humedad y su relación con los hongos de almacén
Humedad
Relativa %
Avena, Arroz, Cebada,
Maíz, Mijo, sorgo, trigo
Hongos
65 - 70 13.0 – 14.0 Aspergillus halophilicus
70 - 75 14.0 – 15.0 A. restrictus, A. glaucus
75 - 80 14.5 – 16.0 A. candidus, A. ochraceus mas los de arriba
80 - 85 16.0 – 18.0 A. flavus, Penicillium mas los de arriba
85 - 90 18.0 – 20.0 Penicillium, mas los de arriba
Fuente: Barnett, (1999).
Temperatura: La mayoría de los hongos de granos almacenados crecen
rápidamente entre los 20 a 40 °C cuando la humedad relativa excede del 90%. El
conocimiento de los límites de temperatura y de la humedad del grano en la cual
crecen los diferentes grupos de hongos, permite determinar los requerimientos de
manejo necesarios para evitar el deterioro del grano.
Oxígeno: Por lo general los organismos vivos requieren de oxígeno atmosférico
para subsistir, sin embargo, existen algunos microorganismos que se desarrollan
perfectamente con concentraciones de oxígeno muy bajas, como es el caso de
hongos de almacén.
Tiempo para desarrollarse: El período de almacenamiento es un factor
importante para el desarrollo de los hongos y está muy relacionado con el
contenido de humedad y la temperatura que deben estar perfectamente
controladas.
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.6.5 Daños provocados por una invasión fúngica en el grano.
Según Hoseney (1991) los efectos de la invasión de hongos incluyen:
i. Modificación de las características organolépticas del alimento: mal
olor, mal sabor, mal aspecto con decoloración, apelmazamiento y
disminución de la fluidez. Es evidente que todo esto conduce a una
significativa disminución de la calidad del grano.
ii. Deterioro y reducción de las características nutritivas del alimento: en
las fases de proliferación y crecimiento fúngico, hay un consumo de
nutrientes básicos por parte de los mohos y levaduras produciéndose una
degradación de proteínas, grasas e hidratos de carbono así como también
alteraciones en los valores vitamínicos. Todo esto conduce a una
disminución del valor proteico, de la energía y del contenido total de
almidón con la consiguiente pérdida de energía y alteración del valor
energético del alimento.
iii. Segregación masiva de enzimas que provoca reacciones de lisis
fuertemente exotérmicas. Es evidente que este calor perdido disminuye
el valor energético original del alimento afectado. Por otro lado se pueden
ocasionar explosiones e incendios por la acumulación en los silos del
metano y otros gases inflamables que se desprenden en los procesos
metabólicos de los hongos durante el ataque a las materias primas
almacenadas.
iv. Reducción de peso en el producto almacenado
La respiración del grano y hongos se traduce en una pérdida de materia
seca y se produce calor y humedad que contribuyen a su deterioro
adicional. La respiración de los hongos libera calor, dióxido de carbono y
agua lo que ocasiona un aumento en la temperatura y humedad, que
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facilita el crecimiento de hongos. Algunas veces los hongos ocasionan la
formación de una masa o apelmazamiento de granos que en casos
extremos puede llegar a ser negro y carbonizado (Ramírez, 1992).
1.6.6 Germinación en el grano
La germinación es uno de los indicadores más sensibles de la invasión de hongos
en el almacenamiento. Los hongos de almacenamiento al invadir matan a los
embriones, algunas veces el daño no se nota al exterior del grano, algunos
hongos, tales como A. restrictus parecen atacar el germen exclusivamente. La
germinación puede ser baja por varias razones, pero cuando se le da seguimiento
al progreso de la proliferación de hongos y porcentaje de germinación durante el
almacenamiento, a menudo hay una relación (Scade, 1981).
Los granos poco a poco pierden su viabilidad, la acción de los hongos, la actividad
enzimática y la respiración lenta gradualmente perturban la integridad de las
células por lo que las semillas ya no germinan normalmente. La temperatura alta
es perjudicial para las semillas con o sin hongos. Los mecanismos para la
reducción de la germinación son variables y poco conocidos. La respiración de los
hongos da como resultado una pérdida de materia seca en el grano, bajo ciertas
condiciones la pérdida de peso menor al 0.5% ocurre cuando hay suficiente
crecimiento de hongos lo que puede dar lugar a la contaminación por micotoxinas
(Pomeranz, 1982).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.6.7 Micotoxinas
Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos
filamentosos, cuya ingestión, inhalación o absorción cutánea produce
enfermedades o causa la muerte de animales y personas. Los géneros de hongos
más abundantes que producen estas toxinas son Fusarium, Aspergillus y
Penicillium. Las propiedades químicas, biológicas y toxicológicas de las
micotoxinas son diversas, por lo tanto, sus efectos tóxicos en humanos y animales
son variables dependiendo de diversos factores como: el tipo de toxina, sus
mecanismos de acción, el nivel de ingesta, la duración de la exposición, el
metabolismo, los mecanismos de defensa, la edad y sexo (Magan et al, 1983).
La ―micotoxicosis‖ se define como la respuesta tóxica causada por las micotoxinas
en el hombre y los animales. Las aflatoxinas son las más conocidas y
probablemente las micotoxinas más importantes. Se trata principalmente de un
problema en zonas cálidas y tropicales, debido a las condiciones ambientales que
prevalecen en el campo, así como en el almacenamiento. Se han encontrado en
una gran variedad de cereales, productos de cereales, frutos secos y otros
productos alimenticios (Ramírez, 1992).
Debido a su capacidad de producir aflatoxinas, Aspergillus flavus es
probablemente el más importante de los hongos de almacén. Los hongos
toxicológicos más importantes (Aspergillus, Penicillium y Fusarium) tienen amplia
distribución geográfica y pueden desarrollarse sobre una amplia gama de granos
almacenados, la humedad y la temperatura son las condiciones que más influyen
en el desarrollo de uno o varios hongos de almacenamiento (Hoseney, 1991).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.7 Generalidades quitina y quitosán
1.7.1 Generalidades Quitina
La quitina es un mucopolisacárido natural abundante, sirve de estructura de los
crustáceos, insectos, etc., consiste de 2 acetamido-2-desoxi- ß D-glucosa a
través de (1-4) α-ß (Majeti et al, 2000).
La quitina se produce en la naturaleza como microfibrillas cristalinas que forman
los componentes estructurales en el exoesqueleto de los artrópodos o en las
paredes celulares de hongos y levaduras. Es el segundo polímero natural más
importante del mundo. Este biopolímero es sintetizado por una enorme cantidad
de organismos vivos, y considerando la cantidad de quitina que se produce
anualmente en el mundo, es el polímero más abundante después de la celulosa
(Marguerite, 2006).
Figura 7. Estructura química de la quitina (Majeti et al, 2000)
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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La quitina y quitosán son de interés comercial debido a su alto porcentaje de
nitrógeno (6,89%) en comparación a la celulosa sintéticamente sustituido
(1,25%). Esto hace de la quitina un agente quelante útil (Muzzarelli, 1993).
El derivado de la quitina que mayor atención y usos ha recibido es el quitosán. Al
igual que la quitina es uno de los polímeros más abundantes en la naturaleza, es
policatión y tiene aplicaciones industriales extremadamente importantes. El
quitosán fue descubierto por Rouget en 1859, quien encontró que al tratar quitina
con una solución caliente de hidróxido de potasio se obtiene un producto soluble
en ácidos orgánicos, y la llamo quitina modificada (Katamaya et al, 1990).
1.7.2 Generalidades Quitosán
Quitosán (Poli-ß-(1–4)-D-glucosamina) es un biopolímero versátil, tiene un amplio
rango de aplicaciones en frutas y vegetales por su capacidad para formar
películas, propiedades bioquímicas, actividades antimicrobianas y en la obtención
de respuestas de defensa en los tejidos vegetales, se encuentran en las conchas
de los crustáceos, insectos y pared celular de los hongos (Chandra et al, 2009).
Figura 8. Estructura química del quitosán (Majeti et al, 2000)
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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Los atributos positivos como excelente biocompatibilidad y biodegradabilidad
junto con baja toxicidad y amigable con el medio ambiente han proporcionado
amplias oportunidades para un mayor desarrollo (Jayakumar et al, 2007). Ha
tenido gran interés no sólo como un nuevo biomaterial funcional de alto potencial
en los diversos campos (Kurita et al, 2006).
Las películas de quitosán se han investigado con éxito a nivel experimental en los
alimentos como los huevos, frutas, verduras, productos lácteos y la carne, donde
se ha observado que el tratamiento ofrece protección contra la contaminación, el
deterioro microbiano, y un aumento en la calidad de los alimentos y la vida útil
(Dutta et al, 2008).
1.7.3 Procesamiento de Quitosán
En el proceso general de obtención de quitosán se han identificado tres pasos
importantes: desmineralización con ácido diluido, desproteinización con alcalinos
diluidos y con un calentamiento moderado para purificar la quitina y finalmente
una desacetilación, donde los grupos acetilo son eliminados y el grupo amino se
encuentra libre como amina primaria (Yamada et al, 2005).
Se han desarrollado una variedad de procedimientos para preparar quitosán a
partir de quitina. Las variaciones en los métodos de preparación así como de la
temperatura del tratamiento determinan la calidad y efectividad del producto y
pueden dar lugar a diferencias en el grado de desacetilación, distribución de los
grupos acetilo, la longitud de la cadena y la estructura de conformación de
quitosán, y estas tendrán una influencia sobre la solubilidad, la actividad
antimicrobiana y otras propiedades (Tsai et al, 2002).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.7.4 Propiedades antimicrobianas del quitosán
El quitosán, un polímero catiónico es un agente conocido por su actividad
antifungica. El quitosán inhibe el crecimiento de una amplia variedad de hongos
patógenos, varios trabajos de investigación reportan su aplicación en forma de
película en frutas y hortalizas (Tikhonov et al, 2006).
De acuerdo a Ming et al, (2010) las variaciones en la eficacia bactericida del
quitosán surgen de los diversos factores. De acuerdo con los papeles que juegan,
estos factores se pueden clasificar en cuatro categorías de la siguiente manera.
Tabla 1.7 Factores bactericidas de quitosán
Microbianos Relacionados con los microorganismos
especies y edad de las células,
Intrínsecos de quitosán Incluyendo densidad de carga positiva,
Mw, concentración, hidrófilo / hidrófobo
características y la capacidad quelante
Estado físico Estado soluble en agua y sólidos de
quitosán;
Factores ambientales Implica la fuerza iónica en el medio, pH,
temperatura y reactiva tiempo
Fuente Ming et al, (2010)
El quitosán no solo es efectivo en poner un alto al crecimiento del patógeno,
también induce a cambios morfológicos marcados, alteraciones estructurales y
desorganización molecular de la célula de los hongos (Khalid et al, 2006).
INGENIERÍA EN ALIMENTOS 2013
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1.7.5 Mecanismo antifúngico de quitosán
Tres mecanismos se han propuesto como una explicación para las propiedades
antimicrobianas del quitosán. En el primero, las cargas positivas presentes en la
cadena polimérica de quitosán, debido a que su grupo amino, interactúa con las
cargas negativas de los residuos de macromoléculas en las membranas de las
células microbianas, interfiriendo con el intercambio de nutrientes entre el exterior
y interior de la célula. Estas cargas también pueden competir con el calcio por los
sitios electronegativos de la membrana, lo que compromete su integridad,
causando la liberación de material intracelular, dando lugar a la muerte celular
(Möller et al, 2004).
El segundo mecanismo propone que el quitosán actúa como un agente quelante,
creando compuestos de trazas de metales esenciales para la célula, mientras que
el tercer mecanismo establece que el quitosán de bajo peso molecular es capaz
de entrar en el núcleo celular, interactuando con el ADN, interfiriendo con la
síntesis de ARN mensajero. Se ha encontrado que la incorporación de aceites
esenciales en recubrimiento de quitosán puede mejorar en gran medida las
propiedades de revestimiento antimicrobianos, la adición de agentes
antimicrobianos, tales como aceites esenciales en recubrimientos comestibles
puede extender la vida útil de las frutas y mantener la calidad durante el proceso
de envasado (Ojagh et al, 2009)
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1.7.6 Propiedades de las películas de quitosán
Las películas de quitosán presentan las siguientes características; biodegradable,
biocompatibles, flexibles, resistentes, fuertes, difíciles de romper, tienen valores
moderados de permeabilidad al agua y el oxígeno, disminuyen la tasa respiratoria
de los alimentos y también inhiben el crecimiento microbiano (Hastings et al,
1998).
1.7.7 Industria de las películas comestibles
El uso de películas comestibles y revestimiento para prolongar la vida útil y
mejorar la calidad de las frutas y verduras se ha examinado durante los últimos
años. Las películas comestibles incluyen la celulosa y derivados de las proteínas.
Debido a su capacidad para formar películas semipermeables el quitosán ha sido
utilizado con éxito como envolturas de alimentos, por lo tanto tiene la propiedad de
extender la vida útil. Las películas de quitosán son de larga duración, flexibles y
muy difíciles de romper. Tienen barreras para la penetración de oxígeno,
disminución de las tasas de respiración, retrasan el proceso de maduración
debido a la reducción de etileno y evolución de dióxido de carbono además,
inhibe el desarrollo de hongos (Agulló et al, 2003).
1.7.8 Aplicaciones del quitosán
El interés en la quitina se origina en el estudio de las características y el
comportamiento químico de la lisozima, una enzima presente en los fluidos del
cuerpo humano. Una amplia variedad de aplicaciones médicas de los derivados
de quitina y quitosán se han registrado durante las últimas tres décadas (Majeti et
al, 2000).
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Tabla 1.7.1 Principales aplicaciones del quitosán
Agricultura
Mecanismo de defensa en plantas
La estimulación del crecimiento vegetal Recubrimiento de
semillas, protección contra heladas
Tiempo de liberación de los fertilizantes y nutrientes en el suelo
Aguas y tratamiento de
residuos
Floculante para aclarar el agua (potable agua, piscinas)
Eliminación de iones metálicos ya que es un polímero
Ecológico (eliminar polímeros sintéticos)
Reduce olores
Alimentos y bebidas No es digerible por el ser humano ( fibra dietaria)
Enlaza los lípidos (reduce el colesterol) preservativo
Estabilizante y espesante para salsas protección, fungistático,
antibacteriano recubrimiento para frutas
Cosméticos y artículos
de tocador
Mantener la humedad de la piel
Tratar el acné
Mejorar la flexibilidad del cabello
Reducir la electricidad estática en el cabello
El cuidado bucal (pasta de dientes, goma de mascar)
Biofarmaceuticos
Inmunológico, antitumoral, hemostáticos y anticoagulantes.
Fuente Agulló et al, (2003).
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Tabla 1.7.2 Principales aplicaciones del quitosán
Tratamiento de
aguas
Es una de las áreas más importantes debido a que el quitosán
y la quitina son sustancias ―ambientalmente amigables‖. Entre
los principales usos que se hacen en la actualidad de estos
biomateriales, y algunos de sus derivados, en este campo
incluye como coagulante primario para aguas residuales de alta
turbidez y alta alcalinidad; floculante para la remoción de
partículas coloidales solidas y aceites de pescado.
Medicina
Producción de suturas quirúrgicas a partir de quitina;
Producción de gasas y vendajes tratados con quitosán; Cremas
bactericidas para el tratamiento de quemaduras.
Se ha sugerido que el quitosán puede ser utilizado para inhibir
la fibroplasia en la cicatrización de heridas y para promover el
crecimiento y la diferenciación de tejidos en cultivo de tejidos.
Fotografía
Quitosán tiene importantes aplicaciones en fotografía debido a
la resistencia a la abrasión, sus características ópticas, y su
habilidad para formar películas.
Gelificantes
Un gelificante es una sustancia que cambia la textura de los
productos alimenticios, ayuda a estabilizar los cristales, que
impiden el azúcar o el hielo que se cristalicen. El quitosán
podría aumentar la viscosidad de los alimentos, ya que tiene la
propiedad de gelificar y podría actuar como un agente
espesante, sin efectos tóxicos o alergénicos.
Oftalmología
El quitosán posee todas las características requeridas para la
fabricación de un lente de contacto ideal: la claridad óptica, la
estabilidad mecánica, la corrección óptica suficiente
permeabilidad a los gases, sobre todo hacia el oxígeno,
capacidad de humectación y la compatibilidad inmunológica
Fuente Agulló et al, (2003).
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1.8 Aceites Esenciales
Los aceites esenciales son sustancias olorosas obtenidas a partir de plantas
mediante destilación en corriente de vapor. Provienen fundamentalmente del
metabolismo secundario de las plantas en los que ejercen funciones de defensa y
atracción (Bakkali et al, 2008). Se les llama aceites por su apariencia física y
consistencia que es bastante parecida a los aceites grasos, pero se distinguen de
ellos, porque al dejar caer unas gotas de esencia sobre el papel, éstas se
volatilizan fácilmente sin dejar ninguna huella ni mancha grasosa (Angioni et al,
2006)
Los aceites esenciales son mezcla de lípidos o grasas de bajo peso molecular
muy hidrofóbicas; generalmente son menos densas que el agua, y confieren el
sabor y aroma característico de la fuente vegetal o cultivo de donde provienen
(Teissedre et al, 2000).
Los aceites esenciales se encuentran muy difundidos en el reino vegetal, se
pueden localizar en diferentes partes de la planta, por ejemplo: en las hojas
(albahaca, mejorana, menta, romero, salvia, etc.), en las raíces (cálamo,
valeriana, etc.), en la corteza (canela, cedro, sándalo, etc.), en las flores (jazmín,
rosa, etc.), en la cáscara del fruto (limón, mandarina, naranja, etc.), en los frutos
(anís, cardamomo, eneldo, hinojo, etc.). La cantidad y composición del aceite
varía de una especie a otra, y dentro de los mismos géneros de la planta (Massotti
et al, 2003).
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Pueden contener, dependiendo de la parte y tipo de planta utilizada, algunos de
los siguientes compuestos: monoterpenos, α-pineno, limoneno y timol, entre
muchos otros; su mecanismo de acción se asocia con la capacidad de interactuar
con el citoplasma de la membrana de los patógenos, su modo de acción parece
estar estrechamente relacionada con la solubilidad de cada compuesto (Burt,
2004).
Los métodos usados para la extracción de las sustancias aromáticas contenidos
en los aceites esenciales incluyen: la compresión, la extracción por solventes, la
extracción con fluidos supercríticos, la extracción con etanol y la destilación que
es el más usado de todos (Teissedre et al, 2000).
1.8.1 Características físicas de los aceites esenciales
Los aceites esenciales son volátiles y son líquidos a temperatura ambiente.
Recién destilados son incoloros o ligeramente amarillos. Su densidad es inferior a
la del agua (la esencia de sasafrás o de clavo constituyen excepciones). Casi
siempre dotados de poder rotatorio, tienen un índice de refracción elevado. Son
solubles en alcoholes y en disolventes orgánicos habituales, como éter o
cloroformo, y alcohol de alta gradación. Son liposolubles y muy poco solubles en
agua, pero son arrastrables por el vapor de agua (Bruneton, 2001).
1.8.2 Composición química de los aceites esenciales
Los aceites esenciales son conocidos como inhibidores de microoganismos. Los
principales componentes pueden constituir hasta un 85% del total, mientras que el
resto se presenta en pequeñas cantidades o trazas. Cada aceite lo integran por lo
menos 100 compuestos químicos diferentes, clasificados como aldehídos, fenoles,
óxidos, esteres, cetonas, alcoholes y terpenos (Burt, 2004). Existen evidencias de
que los componentes menores desempeñan un papel relevante en la función
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antimicrobiana, probablemente generando un efecto sinérgico con los otros
constituyentes de las mezclas (Ipek et al, 2005).
Es precisamente debido a su compleja composición química, que son diversos en
sus efectos, y en ello se fundamenta su acción antimicrobiana pues esto
contribuye a hacer difícil la mutación o inducción de resistencia de los
microorganismos. Los aceites ricos en terpenos y compuestos fénolicos poseen
alta actividad antimicrobiana; algunas hierbas o especias con estas propiedades
incluyen a la pimienta, la albahaca, el laurel, el clavo, la canela, la cúrcuma, el
eucalipto, el orégano, el rábano, el romero, la salvia, entre otras más (Croteau et
al, 2000).
1.8.3 Principal compuesto del aceite esencial de Canela
El aceite esencial de canela es rico en cinamaldehido conocido como ß-
cariofileno linalol y otros terpenos. Cinamaldehido es el mayor constituyente y es
el que le confiere el olor distintivo y sabor (Matan et al, 2002). La concentración
de cinamaldehido en la mezcla de aceites esenciales procedente de la canela
puede variar entre el 60 y 75% Son muchos los factores que influyen en la
composición de un aceite, entre ellos, los más importantes serian el origen, la
especie y el órgano de la planta, las condiciones climáticas y de crecimiento
(temperatura, fertilizantes, tierra de cultivo, etc.), así como la destilación y la
forma de almacenamiento de la planta (Tzortzakis, 2009).
1.8.4 Mecanismo de acción de los aceites esenciales
La información respecto al mecanismo de acción actualmente es escasa, en lo
reportado se coincide en que, al ser mezclas complejas de numerosas moléculas
con gran diversidad de grupos químicos, es muy probable que la actividad
antimicrobiana no se atribuya a un mecanismo específico ya que en las células
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hay diferentes sitios en donde pueden actuar, y los eventos pueden llevarse a
cabo en forma independiente, simultanea o consecuente (Nielsen et al, 2000).
El carácter hidrofóbico de los aceites les permite incorporarse en los lípidos de las
membranas bacterianas y mitocondriales, perturbando su estructura y
consecuentemente su permeabilidad, dando lugar a la fuga de iones y otros
contenidos celulares vitales, conduciendo finalmente a la muerte del
microorganismo (Di Pasqua et al, 2006). Los aceites también podrían actuar sobre
las proteínas embebidas en la membrana citoplasmática deformando la
interacción lípido – proteína y afectando la actividad de enzimas como la ATPasa,
disminuyendo la producción de energía requerida para el funcionamiento celular
(Velluti et al, 2003).
1.8.5 Usos de los aceites esenciales
Los aceites esenciales son los aditivos naturales que más interés han generado
en los últimos años en la industria de los alimentos ya que ofrecen una alternativa
antimicrobiana y antioxidante que puede garantizar la seguridad e inocuidad de
los alimentos en donde se adicionen sin riesgo de contaminar el entorno (Seyed et
al, 2010). Se utilizan para dar sabor y aroma al café, el té, los vinos y las bebidas
alcohólicas. Son los ingredientes básicos en la industria de los perfumes y se
utiliza en jabones, desinfectantes y productos similares (Bakkali et al, 2008).
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Capítulo II
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Objetivo Particular 3 Identificar la micobiota presente a nivel género
y/o especie en el grano de trigo tratado con los diferentes recubrimientos y almacenado.
OBJETIVO GENERAL Comparar el efecto antifungico del aceite esencial de canela, quitosán y quitosán adicionado con aceite
esencial de canela, como recubrimiento en grano de trigo para preservar su calidad biológica y sanitaria durante su almacenamiento.
Actividades
Preliminares
Resultados y Discusión
Conclusiones
Limpiar el grano.
Determinación del contenido de humedad inicial.
Determinación de la micobiota inicial.
Preparación de quitosán al 1% adicionado con aceite de canela.
1. – Realizar la prueba de vigor.
Objetivo Particular 2 Evaluar el efecto de los tratamientos de quitosán,
quitosán adicionado con aceite esencial de canela a tres diferentes concentraciones y aceite esencial de canela a dos concentraciones, como recubrimiento
en grano de trigo sobre la germinación y vigor.
Preparación de aceite de canela.
1. – Identificar la micobiota presente con una técnica
especializada.
Objetivo Particular 1 Evaluar el efecto antifungico del quitosán, quitosán
adicionado con aceite esencial de canela utilizando tres diferentes concentraciones y aceite esencial de canela a
dos concentraciones, como recubrimiento en grano de trigo para inhibir el crecimiento de hongos de almacén.
Prueba de vigor y germinación inicial
4.-Determinar el contenido de humedad por el método de secado en estufa.
5.-Determinar la micobiota presente para cada tratamiento por el método de placa Agar (MSA).
2.- Almacenamiento 75% HR y 25° C durante 100 días. Tres repeticiones para cada concentración.
3.- Realizar muestreos cada 20 días sucesivamente hasta completar 100 días. Tres repeticiones por cada tratamiento.
2.-Determinar el porcentaje de germinación.
2. – Realizar un análisis de Varianza (ANOVA) con los
resultados obtenidos.
1. - Recubrir el trigo con los diferentes tratamientos quitosán 1%, quitosán – Aceite de canela (0.005%, 0.1%, 0.2%) y Aceite de Canela (0.1% y 0.2%).
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II. METODOLOGÍA
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Comparar el efecto antifúngico del aceite esencial de canela, quitosán y quitosán
adicionado con aceite esencial de canela, como recubrimiento en grano de trigo
para preservar su calidad biológica y sanitaria durante su almacenamiento.
OBJETIVOS PARTICULARES
1.- Evaluar el efecto antifúngico del quitosán, quitosán adicionado con aceite
esencial de canela utilizando tres diferentes concentraciones y aceite esencial de
canela a dos concentraciones, como recubrimiento en grano de trigo para inhibir
el crecimiento de hongos de almacén.
2.- Evaluar el efecto de los tratamientos de quitosán, quitosán adicionado con
aceite esencial de canela a tres diferentes concentraciones y aceite esencial de
canela a dos concentraciones, como recubrimiento en grano de trigo sobre la
germinación y vigor.
3.- Identificar la micobiota presente a nivel género y/o especie en el grano de trigo
almacenado.
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ACTIVIDADES PRELIMINARES
Limpieza del grano.
Se realizó la limpieza del grano para quitar basura y materia extraña, así como
los granos quebrados o que presentaran algún defecto que pudiera interferir con
los resultados.
Determinación del contenido de humedad inicial.
Se determinó el contenido de humedad inicial en la muestra sin tratamiento por el
método de secado en estufa marca Linderg modelo MO1490 A-1, se registró el
número de cada caja, se pesaron las cajas vacías y después se peso con
muestra de trigo, las muestras se colocaron en una charola y se metieron en la
estufa a una temperatura de 130 °C durante 19 hrs (ISSTA, 1993).
Micobiota inicial del trigo.
Para la determinación de la micobiota inicial del trigo se utilizó la técnica de
sembrado en placa con papa dextrosa agar (PDA) para determinar la cantidad de
hongos presentes en el trigo.
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Prueba de vigor y porcentaje de germinación inicial.
Se realizó la prueba de vigor y germinación para determinar las condiciones
iniciales de la semilla y para determinar cómo se ve influenciada con los diferentes
tratamientos aplicados.
Preparación de solución de aceite de canela.
Se prepararon dos soluciones de tween 80 al 10%, se les adicionó aceite esencial
de canela hasta obtener una concentración de 0.1%, 0.2% respectivamente, se
agitó durante 5 minutos hasta obtener una mezcla homogénea.
Preparación de una solución de quitosán al 1% adicionado con aceite
de canela.
La solución se preparó disolviendo quitosán en una solución acuosa (1% v / v) de
ácido acético (CH3COOH), se colocó en una parrilla de agitación hasta obtener
una solución homogénea, una vez obtenido 500 ml de quitosán al 1% se dividió en
4 partes iguales, quedando 125 ml a los cuales se les adicionó aceite esencial de
canela a tres diferentes concentraciones (0.05%, 0.1%, 0.2%).
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OBJETIVO PARTICULAR 1
Recubrimiento de grano con diferentes tratamientos.
Los granos de trigo fueron recubiertos con los diferentes tratamientos,
quitosán al 1%, quitosán adicionado con aceite esencial de canela a tres
diferentes concentraciones (0.05%, 0.1%, 0.2%) y diferentes soluciones de
aceite de canela a dos concentraciones (0.1% y 0.2%), se sumergieron 125 g
del grano por cada tratamiento durante 5 minutos, se retiraron de la solución y
se colocaron en una charola para ponerlos a secar a temperatura ambiente,
una vez que la muestra se observó seca a simple vista se metieron a la estufa
para finalizar el proceso de secado a una temperatura de 19°C por 24 hrs.
Almacenamiento a 75 % HR y 25°C.
Para el almacenamiento, se pesaron 30g de trigo de cada muestra tratada y se
colocaron en frascos de vidrio previamente rotulados, la boca del frasco se
cubrió con un plástico perforado (fig.9).
Figura 9. Muestras con trigo con sus respectivos tratamientos.
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Posteriormente se colocaron dentro de una cámara húmeda previamente
preparada con una solución sobresaturada de NaCl para obtener una
humedad relativa de 75%. Se almacenaron a 25°C todas las unidades
experimentales, en total 21 frascos, realizando tres repeticiones por
tratamiento incluido el testigo (fig.10).
Figura 11. Muestras de trigo tratado con quitosán – aceite esencial de canela al 0.2%.
Figura 10. Muestras de trigo tratado con quitosán – aceite esencial de canela al 0.1 y al 0.2%.
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Muestreos
Se realizaron 5 muestreos cada 20 días hasta completar los 100 días de
almacenamiento, se retiraron tres frascos de cada tratamiento de manera
aleatoria incluyendo el testigo para realizarle las pruebas de calidad biológica y
sanitaria.
Contenido de humedad por el método de secado en estufa.
Para determinar el contenido de humedad se revisó visualmente que los
granos no estuvieran partidos o quebrados, se emplearon tres muestras por
cada tratamiento en cajas de aluminio obteniendo el peso seco de la semilla en
una estufa de secado a una temperatura de 130° por 19 horas (ISSTA, 1993).
El peso de la semilla se determinó en una balanza analítica marca Linderg
modelo MO1490 A-1.
Prueba de micobiota por el método de placa Agar (MSA).
Se hizo prueba de micobiota a las tres repeticiones de cada tratamiento en
total fueron 21 muestras de los 6 tratamientos y el testigo.
Para el sembrado se contaron 50 granos al azar, se desinfectaron
superficialmente con una solución de hipoclorito de sodio al 3% durante tres
minutos y se sembraron en dos placas, colocando 25 granos en cada caja
Petri, el grano se sembró con el embrión hacia arriba, se colocaron de
manera ordenada y equidistantes en hilera de manera que quedará espacio
suficiente entre cada uno para dar espacio suficiente para al desarrollo de
las colonias, para el sembrado se utilizó medio de cultivo MSA (Malta Sal
Agar) se incubaron por 7 días a una temperatura de 25 °C. Posteriormente
fueron cuantificados e identificados a nivel de género y/o especie con
claves especializadas por sus características morfológicas, se utilizó una
incubadora Marca Precisión modelo 815.
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OBJETIVO PARTICULAR 2
Determinación del porcentaje de germinación y vigor
Para las pruebas de vigor y geminación se tomó una muestra aleatoria de
50 granos, sobre una hoja previamente rayada (para determinar el
crecimiento de la plúmula), se colocó una tira de masking tape con el
pegamento hacia arriba sobre la cual se pegaron 25 granos por hoja con el
embrión hacia arriba, se realizaron tres repeticiones por cada tratamiento
incluido el testigo, una vez que se terminó de pegar el trigo, la hoja se
envolvió en forma de taco y se metió a chorro de agua para que quedara
completamente mojada, los tacos de germinación y vigor se metieron
húmedos en una bolsa de plástico las cuales a su vez se colocaron en un
recipiente y se incubaron a 25 °C . Realizando la primera lectura a los 20
días, las posteriores lecturas se hicieron cada 20 días hasta completar el
período de 100 días.
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OBJETIVO PARTICULAR 3
Identificar la micobiota presente con claves especializadas.
Para identificar la micobiota se tomó una muestra de las colonias de hongos, se
realizaron preparaciones con lactofenol y azul de algodón para poder identificar la
micromorfología de las colonias en un microscopio compuesto Marca Olympus, se
tomó una pequeña muestra del hongo en un porta objetos, con una aguja
esterilizada (mediante el flameado) se transfirió a un porta objetos para
observarla a través de microscopio y poder determinar la especie mediante la
morfología de las esporas, para nivel de género Barnett y Hunter, (1999) y para
Aspergillus Klich, (2002).
Diseño Experimental
Análisis de varianza (ANOVA)
Para los resultados obtenidos durante los 100 días de almacenamiento de las
pruebas de contenido de humedad, micobiota presente en el grano y porcentaje
de germinación y vigor se realizó un análisis de varianza (ANOVA) y la
comparación de medias se hizo utilizando el paquete SAS versión 9.
Para el análisis de varianza se tomó como variable independiente el tiempo que
fueron 20, 40, 60, 80 y 100 días y el tratamiento aplicado, quitosán al 1%, quitosán
adicionado con aceite esencial de canela a tres diferentes concentraciones
(0.05%, 0.1%, 0.2%) y solución de aceite esencial de canela a dos diferentes
concentraciones (0.05%, 0.1%, 0.2%), como variable dependiente el porcentaje de
humedad, micobiota presente y porcentaje de germinación y vigor con el objetivo
de determinar el efecto antifúngico sobre hongos de almacén de los diferentes
tratamientos aplicados.
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Capítulo III
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III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Contenido de Humedad
En la Tabla 3.1 se muestran los resultados obtenidos del trigo almacenado durante
un período de 100 días, a 75% de humedad relativa y 25 °C, se puede observar
que el contenido de humedad fue en aumento a medida que transcurrió el tiempo,
observando que los tratamientos de quitosán adicionado con aceite esencial de
canela al 0.1%, 0.2% y aceite esencial de canela al 0.1% llegaron a su máximo
valor en el día 60 posteriormente disminuyeron para los días 80 y 100, mientras
que los demás tratamientos durante todo el período de almacenamiento se fueron
incrementando su valor hasta llegar al día 100.
Para el día 80 los tratamientos de quitosán al 1%, quitosán adicionado con aceite
esencial de canela a 0.05%, 0.1% y aceite esencial de canela a 0.1% son
estadísticamente similares y tienen un porcentaje mayor de humedad respecto al
testigo.
Tabla 3.1 Determinación del contenido de humedad de trigo almacenado y tratado
con quitosán y aceite esencial de canela.
Tratamiento
Tiempo (días)
20 40 60 80 100
Testigo 12.98 d 14.18 e 14.12 c 14.81 ba 15.06 ba
Quitosán 1% 14.5 b 14.92 c 14.76 bc 15.29 a 15.24 a
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.05%
13.88 c 14.69 d 14.49 bc 14.97 a 15.06 ba
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.1% 14.88 a 15.32 a 16.11 a 15.13 a 15.03 ba
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.2% 14.56 b 15.05 bc 15.05 bac 14.44 bc 14.81 b
Aceite Esencial de
Canela 0.1% 15.01 a 14.97 c 15.27 bac 15.12 a 15.19 a
Aceite Esencial de
Canela 0.2% 14.88 a 15.19 ba 15.62 ba 14.19 c 15.26 a
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
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Por otro lado las muestras recubiertas con quitosán adicionado con aceite
esencial de canela a una concentración de 0.2% presentaron el contenido de
humedad más bajo al final del período de almacenamiento, mientras que los
tratamientos de quitosán con aceite esencial de canela en concentraciones de
0.05% y 0.1% fueron estadísticamente iguales al testigo, por otro lado el
tratamiento de quitosán al 1% y los tratamientos de aceite esencial de canela
mostraron resultados en porcentaje de humedad superiores a los demás
tratamientos.
De acuerdo a la tabla 3.1 los tratamientos de quitosán adicionado con aceite
esencial de canela 0.05%, 0.1% y 0.2% comparada con el testigo, son los
tratamientos que al final del período de almacenamiento tuvieron los menores
contenidos de humedad, esto concuerda con lo encontrado por Ojagh et al,
(2010) en un estudio realizado con una película biodegradable hecha de quitosán
y aceite esencial de canela que menciona que el contenido de humedad disminuye
a medida que se incorpora aceite de esencial canela en la película, esto se debe a
que el aceite de canela forma enlaces covalentes con los grupos funcionales de
las cadenas de quitosán, que conduce a una disminución en la disponibilidad de
grupos hidroxilo y amino limitando la interacción con el agua y que resulta en una
disminución del valor del contenido de humedad del recubrimiento, mencionando
que el contenido de humedad disminuye a medida que aumenta la concentración
de aceite esencial de canela.
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Micobiota
Las siguientes tablas 3.2 – 3.6 muestran los resultados obtenidos de micobiota en
el trigo almacenado durante un período de 100 días a condiciones adversas de
75% de humedad relativa y 25 °C.
De acuerdo con el resultado obtenido en los periodos de 20 y 40 días de
almacenamiento se puede notar la presencia del género de Nigrospora en las
muestras de testigo y quitosán al 1% observándose diferencias significativas entre
los tratamientos y el testigo.
Tabla 3.2 Presencia de colonias de Hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán
y aceite esencial de canela en el tiempo 20
Tratamiento
Tiempo 20 días
Nigrospora Fusarium A.restrictus Eurotium Total
Testigo 2.0 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 2.0
Quitosán 1% 0.66 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.66
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.05%
0.33 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.33
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.1% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.2% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Aceite Esencial de
Canela 0.1% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Aceite Esencial de
Canela 0.2% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
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Tabla 3.3 Presencia de Hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y aceite
esencial de canela en el tiempo 40.
Tratamiento
Tiempo 40 días
Nigrospora Fusarium A.restrictus Eurotium Total
Testigo 2.66 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 2.66
Quitosán 1% 0.33 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.33
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.05%
0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.1% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Quitosán- Ac. Esencial
de Canela 0.2% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Aceite Esencial de
Canela 0.1% 0.33 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.33
Aceite Esencial de
Canela 0.2% 0.00 b 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
Tabla 3.4 Presencia de Hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y aceite
esencial de canela en el tiempo 60.
Tratamiento
Tiempo 60 días
Nigrospora Fusarium A.restrictus Eurotium Total
Testigo 0.33 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.33
Quitosán 1% 0.33 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.33
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.05%
0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.1%
0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
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0.2%
Aceite Esencial de
Canela 0.1% 0.33 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.33
Aceite Esencial de
Canela 0.2% 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00 a 0.00
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
Para los 60 días se nota una disminución de Nigrospora en las muestras de testigo y
quitosán al 1%, a los 80 días se puede observar la presencia además de Nigrospora,
otros como Fusarium, A. restrictus y Eurotium en el testigo y en el tratamiento de aceite
esencial de canela al 0.1% y en menor proporción en la muestra con quitosán al 1%
respecto al testigo.
Tabla 3.5 Presencia de Hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y aceite
esencial de canela en el tiempo 80.
Tratamiento
Tiempo 80 días
Nigrospora Fusarium A.restrictus Eurotium Total
Testigo 0.33 a 3.33 a 3.33 a 3.00 a 9.99
Quitosán 1% 0.00 a 0.00 a 0.00 b 1.00 a 1.00
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.05%
0.00 a 0.00 a 0.00 b 0.00 b 0.00
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.1%
0.00 a 0.00 a 0.00 b 0.00 b 0.00
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.2%
0.00 a 0.00 a 0.00 b 0.00 b 0.00
Aceite Esencial de
Canela 0.1% 0.00 a 0.00 a 0.00 b 3.66 a 3.66
Aceite Esencial de
Canela 0.2% 0.00 a 0.00 a 0.00 b 0.00 b 0.00
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
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Durante el período de almacenamiento de 100 días el género Fusarium solo se presentó
en el testigo en muy bajo porcentaje observándose las condiciones óptimas para el
desarrollo de hongos de almacén como Aspergillus restrictus y Eurotium.
Los tratamientos que presentaron el mejor efecto fungicida sobre el desarrollo de
Aspergillus restrictus fueron los de quitosán adicionado con aceite esencial de canela al
0.05%, 0.1% y 0.2% (tabla 3.6), en los tratamientos de quitosán al 1% y aceite esencial
de canela al 0.2% mostraron un efecto fungistático en comparación al testigo mientras
que el tratamiento de aceite esencial de canela al 0.1% no tuvo efecto alguno contra
Aspergillus restrictus ya que se tiene un mayor porcentaje de crecimiento de este hongo
en comparación con el testigo.
Tabla 3.6 Presencia de Hongos en trigo almacenado y tratado con quitosán y aceite
esencial de canela en el tiempo 100.
Tratamiento
Tiempo 100 días
Nigrospora Fusarium A.restrictus Eurotium Total
Testigo 0.33 a 1.33 b 6.66 b 14.33 a 22.65
Quitosán 1% 0.00 a 0.00 a 3.00 cd 10.66 b 13.66
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.05%
0.00 a 0.00 a 0.00 d 0.00 d 0.0
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.1%
0.00 a 0.00 a 0.00 d 0.00 d 0.0
Quitosán- Ac.
Esencial de Canela
0.2%
0.00 a 0.00 a 0.00 d 0.00 d 0.0
Aceite Esencial de
Canela 0.1% 0.00 a 0.00 a 13.33 a 5.33 c 18.66
Aceite Esencial de
Canela 0.2% 0.00 a 0.00 a 3.33 c 2.00 d 5.33
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
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Para el género Eurotium los tratamientos de quitosán adicionados con aceite esencial de
canela también resultaron ser los mejores con efecto fungicida. El aceite esencial de
canela al 0.2% presento el mejor efecto fungistático observándose el desarrollo de 2.0 %
de colonias en comparación con el aceite esencial de canela al 0.1% y quitosán al 1% en
donde se aislaron 5.33 y 10.66 porciento de colonias.
Tabla 3.7 Porcentaje de micobiota presente en trigo tratado con quitosán y aceite
esencial de canela durante 100 días.
La tabla 3.7 muestra el porcentaje de crecimiento de hongos de almacén durante
el período de almacenamiento de 100 días en la cual se puede notar que los
tratamientos que presentaron un efecto fungicida fueron los de quitosán
adicionado con aceite esencial de canela, mientras que el tratamiento de aceite
esencial de canela al 0.2% solo mostró un efecto fungistático, siendo los
tratamientos de quitosán al 1% y aceite esencial de canela 0.1% los de menor
efecto contra los hongos de almacén.
Tratamiento Hongos (%)
Testigo 37.64
Quitosán 1% 15.98
Quitosán- Ac. Esencial de Canela
0.05%
0.33
Quitosán- Ac. Esencial de Canela
0.1% 0
Quitosán- Ac. Esencial de Canela
0.2% 0
Aceite Esencial de Canela 0.1% 19.32
Aceite Esencial de Canela 0.2% 5.33
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La tabla 3.7 muestra que el mejor tratamiento para inhibir el crecimiento de hongos
de almacén durante todo el período de almacenamiento fue el de quitosán
adicionado con aceite esencial de canela en sus tres diferentes concentraciones,
por sí solo el quitosán posee propiedades antifúngicas de acuerdo a Hirano y
Nagao (1989) que en sus investigaciones encontraron la actividad antimicrobiana
del quitosán contra bacterias y hongos. En otro estudio realizado por Georgantelis
et al, (2007) menciona que el quitosán presenta un efecto antioxidante y
antimicrobiano y que este puede incrementarse por la adición de aceites
esenciales, lo cual puede observarse en los resultados obtenidos en este estudio
en donde el tratamiento con quitosán adicionado con aceite esencial de canela
0.1%, 0.2% no presentaron ningún desarrollo de hongos a lo largo de todo el
período de almacenamiento, de acuerdo a las investigaciones de Paran et al
(1996) en donde encontraron que el aceite esencial de canela presenta una alta
actividad antifúngica contra Fusarium moniliforme, según Ranasinghe et al (2002)
menciona que la actividad antifúngica de los aceites esenciales no se especifica
en un solo componente sino en la mezcla de los componentes presentes.
Según Khalid et al, (2006) en sus investigaciones han mostrado que no solo
el quitosán es efectivo en inhibir el crecimiento del patógeno, también induce a
cambios morfológicos marcados, alteraciones estructurales y desorganización
molecular de la célula de los hongos confirmando esta información con los datos
de la tabla en donde los tratamientos de quitosán mantuvieron un efecto
antifúngico y esto es posible gracias a la carga positiva del quitosán, de acuerdo a
Yage et al, (2010) la carga positiva del quitosán es debido a la protonización de su
grupo funcional amino, este grupo reacciona con la carga negativa de la pared
celular de las macromoléculas causando un dramático incremento en el nivel de la
permeabilidad de la membrana celular, causando disrupciones que ocasionan la
muerte celular.
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El tratamiento con aceite esencial de canela al 0.2% también tuvo un resultado
favorable contra la inhibición de hongos según la tabla 3.7 coincidiendo con la
información de Matan (2002) el cual menciona que las sustancias de aceites
esenciales de canela y clavo que inhiben el crecimiento de hongos levaduras y
bacterias, algunos hongos como A. flavus, A. parasiticus, A. ochraceus,
Penicillium, Roqueforti, P. patulum, y P. citrinum, esto resulta de los compuestos
de los aceites esenciales en el caso del aceite esencial de canela el principal
constituyente es el cinamaldehido aproximadamente un 80%, de acuerdo a los
resultados obtenidos por Sheng-Yang (2005) de los componentes que posee el
aceite esencial de canela que se encuentran en mayor proporción son el
cinamaldehido y en segundo lugar el eugenol, siendo el cinamaldehido el principal
constituyente antifúngico menciona también que los compuestos que poseen un
grupo aldehído tienen mejor actividad antifúngica.
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Vigor y porcentaje de germinación
En la Tabla 3.8 y 3.9 se muestran los resultados obtenidos de porcentaje de
germinación y vigor del trigo tratado almacenado durante un período de 100 días,
a 75% de humedad relativa y 25 °C, observando que las muestras recubiertas con
quitosán conservaron un alto porcentaje de germinación hasta los 80 días de
almacenamiento.
Tabla 3.8 Muestra los datos de Germinación a diferente tiempo
Tratamiento
Tiempo
20 40 60 80 100
Testigo 98.0 ab 96.54 a 94.21 a 93.9 a 64.66 b
Quitosán 1% 97.33 ab 97.66 a 98.66 a 96.3 a 74.66 a
QAC 0.05% 99.33 a 96.0 a 86.0 b 77.0 b 66.36 b
QAC 0.1% 87.66 c 86.0 b 47.33 d 36.33 e 11.66 d
QAC 0.2% 56.67 d 40.33 d 33.33 d 29.66 e 9.0 d
AC 0.1% 96.23 b 97.66 a 80.02 d 72.0 c 37.66 b
AC 0.2% 90.66 bc 80.33 c 65.33 c 48.33 d 13.66 c
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
En la tabla 3.8 se puede notar que el mejor tratamiento para la germinación en el
tiempo 20 fueron quitosán al 1% y quitosán adicionado con aceite esencial de
canela a 0.05% mientras que el peor fue el tratamiento de quitosán adicionado
con aceite esencial de canela al 0.2% llegando a un porcentaje de 56.67, para el
día 40 los tratamientos con aceite esencial de canela al 0.2% fueron los que
presentaron menor porcentaje de germinación respecto al testigo, en el tiempo 60
solamente el tratamiento de quitosán al 1% y quitosán adicionado con aceite
esencial de canela al 0.5% mantuvieron el porcentaje de germinación arriba del
85% siendo el tratamiento de quitosán adicionado con aceite esencial de canela al
0.2% el más bajo, para el día 80 el tratamiento con mayor porcentaje de
germinación fuel el de quitosán al 1%, mientras que los tratamientos adicionados
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con aceite esencial de canela al 0.1% , 0.2% y aceite esencial al 0.2%
presentaron un porcentaje de germinación menor al 50%, obteniendo resultados
estadísticamente similares para el tiempo 80.
De acuerdo con los resultados obtenidos en las tabla 3.8 se puede observar que
el porcentaje de germinación después de transcurridos los 100 días se vió
favorecido con el tratamiento de quitosán al 1% siendo estadísticamente el
porcentaje de germinación mas alto (74.66%), seguido de quitosán adicionado con
aceite esencial de canela al 0.05% con un porcentaje de 66.36%, según O’Herlihy
et al (2003), las semillas de papa, pepino, zanahoria, tomate, y trigo cubiertas con
quitosán germinaron mejor que aquellas sin tratamiento ya que se obtuvo una
plántula con mejores condiciones.
Figura 12. Prueba de porcentaje de germinación y vigor en el día 60 de
una muestra de Quitosan- Ac. Esencial de canela a 0.1 %.
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La tabla 3.8 nos muestra los datos obtenidos de los porcentajes de germinación
cada 20 días, para aquellas muestras que contenían el mayor porcentaje de aceite
esencial de canela vieron reducido significativamente el valor de germinación y
vigor, mientras que los tratamientos con quitosán y quitosán adicionado con aceite
esencial de canela a 0.05% se mantuvo por encima del 50%, mientras que para
la concentración de 0.1% solo se mantuvo por arriba del 50% los primeros 40
días, esta información concuerda con Freepons (1997) que menciona en sus
estudios que las semillas que habían sido tratadas con soluciones de quitosán
mejoraron los valores de germinación y contribuyeron a mejorar los resultados de
grano cosechado, el mecanismo de acción de quitosán en la semilla se debe a
que el quitosán actúa sobre la semilla haciendo que esta produzca ciertas
sustancias que la protejan esto según Bhaskara Reddy et al. (1999) que menciona
en su investigación que los estudios realizados probaron que quitosán induce a la
producción de fitoalexinas y ácidos fénolicos sustancias que protegen a la semilla
contra el ataque de microorganismos y esporas.
Como se puede notar en la tabla 3.8 hubo una disminución significativa del
porcentaje de germinación a los 100 días, en este período hubo un aumento en el
crecimiento de hongos A. Restrictus el cual pudo ser un factor importante para la
disminución de la germinación en las muestras que se presentó ya que de
acuerdo a Sauer y Christensen, (1966) mencionan que algunos hongos, tales
como A. restrictus, parecen atacar el germen casi exclusivamente, en su
investigación notaron que Aspergillus restrictus creció y disminuyó la germinación
de semillas.
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Tabla 3.9 Muestra los datos de Longitud de Plúmula (Vigor) a diferente tiempo
Tratamiento
Tiempo
20 40 60 80 100
Testigo 12.08 a 11.09 a 10.0 a 9.66 a 2.21 d
Quitosán 1% 11.19 a 10.81 ba 9.43 a 8.78 a 5.81 a
QAC 0.05% 11.70 a 10.14 b 8.21 b 6.37 b 5.03 b
QAC 0.1% 8.69 b 7.72 c 5.76 d 2.48 dc .56 f
QAC 0.2% 6.17 c 4.02 e 3.41 d 2.65 dc .44 f
AC 0.1% 7.22 c 6.45 d 4.76 d 3.33 c 2.76 c
AC 0.2% 4.31 d 3.77 f 1.95 c 1.72 d 1.24 e
Medias por columna con la misma letra no son significativamente diferentes (LSD, p≤ 0.001).
De acuerdo a la tabla 3.9 los valores de vigor en la semilla con el tratamiento de
quitosán y quitosán adicionado con aceite esencial de canela a 0.05% fueron los
más altos respecto a los demás, 5.81% y 5.03% respectivamente, colocándose
por encima del valor del testigo, en los demás tratamientos con mayor porcentaje
aceite de canela y sin quitosán se observo una disminución significativa después
de los 40 días, según Bhaskara Reddy et al. (1999) mostró que los tratamientos
basados en quitosán contra Fusarium graminearum beneficiaron la calidad de las
semillas resultando en un mejor porcentaje de germinación y vigor.
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Conclusiones
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El valor de humedad disminuyó en los tratamientos de quitosán adicionado
con aceite esencial de canela a medida que la concentración de aceite
esencial de canela aumentó.
De acuerdo a los datos obtenidos, los tratamientos que mostraron
resultados más favorables contra el crecimiento de hongos de almacén son
los de quitosán adicionado con aceite esencial de canela con sus tres
respectivas concentraciones, mientras que los tratamientos de quitosán al
1% y aceite esencial de canela 0.1% fueron los de menor efecto contra los
hongos de almacén.
El tratamiento de quitosán adicionado con aceite esencial de canela a 0.2%
inhibió por completo el crecimiento de hongos durante los 100 días, sin
embargo los resultados respecto a la calidad biológica del grano se vieron
perjudicados, ya que los datos de porcentaje de germinación y vigor
estuvieron por debajo de los demás tratamientos.
El porcentaje de germinación después de transcurridos los 100 días se vio
favorecido con el tratamiento de quitosán al 1% siendo estadísticamente el
porcentaje de germinación más alto.
Los resultados de trabajar con quitosán y quitosán adicionado con aceite
esencial de canela fueron favorables respecto a la inhibición de crecimiento
hongos de almacén, así como para el porcentaje de germinación y vigor,
haciendo al quitosán una opción económica, fácil y amigable con el medio
ambiente, pudiendo cambiar el uso de químicos fungicidas convencionales
por una mejor alternativa, la cual, además de cuidar la calidad sanitaria del
grano en caso de almacenarlo, también mejora notablemente su calidad
biológica en caso de utilizarse como semilla, asimismo se evita la
contaminación del medio ambiente.
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RECOMENDACIONES
Recubrir el trigo con los tratamientos de quitosán adicionado con aceite
esencial de canela y someterlos a diferentes tipos de hongos de almacén
para determinar con cual concentración y para cuales es más efectivo.
Adicionar al quitosán otros aceites esenciales y determinar cuál de ellos
pudiera ser menos agresivo para el grano cuando se utiliza como semilla.
Realizar un estudio para conocer las causas moleculares del efecto
antifúngico sobre el ADN del tratamiento de quitosán adicionado con aceite
esencial de canela.
Realizar un proyecto para determinar a gran escala los costos en
infraestructura su viabilidad.
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